Connecteur USB dans l'alimentation du laboratoire. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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Les alimentations de laboratoire (PSU) à tension de sortie réglable sont généralement utilisées uniquement pour le débogage et la réparation d'équipements électroniques ; elles sont rarement utilisées pour alimenter des appareils de manière continue. Cela est dû au fait qu'une tension accrue peut être accidentellement réglée à la sortie d'un tel bloc d'alimentation, ce qui est dangereux pour la charge connectée.

Pour étendre les fonctionnalités de l'alimentation de laboratoire, je suggère de l'équiper d'une prise USB, à laquelle vous pouvez connecter divers appareils mobiles pour les alimenter et charger les batteries qui y sont intégrées. Pour éviter d'endommager une telle charge, un interrupteur doit être intégré dans le bloc d'alimentation qui ne connecte automatiquement cette prise au stabilisateur que si une tension proche de 5 V est définie à sa sortie. il n'est pas souhaitable d'installer un linéaire ou de commutation supplémentaire régulateur conçu pour une tension de sortie de 5 V à un courant de charge d'au moins 0,5 A.

Le schéma de l'interrupteur est illustré à la fig. 1, et le schéma de sa connexion au bloc d'alimentation est sur la fig. 2 (ici A1 est le régulateur de tension électronique de l'alimentation du laboratoire, A2 est le dispositif décrit, C1 et C2 sont des condensateurs de filtrage).

Riz. 1 (cliquez pour agrandir)

Fig. 2

Sur la puce DD1 (voir Fig. 1), un générateur contrôlant le commutateur de signal est assemblé. L'élément DD1.1 est utilisé comme comparateur de tension à deux seuils [1]. Si la tension de sortie du stabilisateur A1 est comprise entre 5,2 ... 5,6 V, il y a un journal à la sortie de l'élément DD1.1. 1. Avec un changement en douceur de la tension aux entrées, l'effet de déclenchement lors de la commutation des niveaux de tension à la sortie de DD1.1 est faiblement exprimé, de sorte que le signal de commande passe par trois autres éléments logiques inclus par les onduleurs. Lorsque la sortie DD1.1 - log. 1, à la sortie DD1.2 - log. 0, et à la sortie des éléments connectés en parallèle DD1.3 et DD1.4 - log. 1. En même temps, les transistors VT2 et VT3 sont ouverts et une tension d'environ 1 V est fournie à la charge connectée à la prise XS5 (sa présence est signalée par la LED HL2).

Si le courant consommé par la charge dépasse 80 mA, ce qui correspond généralement au mode de charge de la batterie intégrée à l'appareil multimédia, alors la chute de tension aux bornes de la résistance R7 suffit à ouvrir le transistor VT1, celui-ci s'ouvre et la LED HL1 incluse dans son circuit collecteur s'allume. Si la tension à la sortie du stabilisateur est inférieure à 5,2 ou supérieure à 5,6 V, un journal est défini à la sortie de l'élément DD1.1. 0, à la sortie DD1.2 - log. 1, et aux sorties DD1.3, DD1.4 - log. 0, donc les transistors VT2 et VT3 sont fermés, la charge est désexcitée et les LED s'éteignent.

Un stabilisateur parallèle est monté sur le transistor VT4, la résistance R13 et la diode zener VD5, qui protège la charge des surtensions en cas de dysfonctionnement des nœuds de contrôle. Les condensateurs C3, C4 réduisent la sensibilité de l'élément DD1.1 aux interférences et empêchent également son auto-excitation. La présence de la résistance R4 permet de fluidifier le réglage des seuils DD1.1 des résistances d'ajustement R3, R5. La diode Schottky VD4 réduit l'augmentation de tension aux bornes de la résistance R7 avec l'augmentation du courant de charge. L'utilisation d'un transistor au germanium VT1 permet l'utilisation d'une résistance de résistance inférieure R7.

Les éléments de la puce DD1 sont alimentés par une tension d'environ 6,85 V à partir d'un stabilisateur paramétrique monté sur une diode zener VD2 et une résistance R1. Condensateurs C1, C2, C5, C6 - blocage dans les circuits de puissance. La diode VD1 empêche la décharge prématurée du condensateur C2 lorsque l'alimentation est coupée. La diode VD3 protège les entrées de l'élément DD1.1 contre d'éventuels dommages si un microcircuit des premières années est utilisé (sans diodes de protection intégrées).

Toutes les parties de l'appareil, à l'exception des LED et de la résistance R14, sont montées sur une plaque en fibre de verre de dimensions 47x28 mm (Fig. 3). Montage - charnière double face avec fils fins toronnés colorés en isolation PVC. Les fils traversés par le courant de charge doivent avoir une section d'au moins 1 mm².

Fig. 3

Les résistances fixes MLT, C1-4, C1-14, C2-23 et pour le montage en surface peuvent être utilisées dans le commutateur (l'une d'entre elles - R14 - est soudée aux broches 2 et 3 de la prise XS1, les autres sont installées sur le côté connexion de la carte). Résistances ajustables - toutes de petite taille. Condensateurs à oxyde - K50-68, K53-19 ou analogues importés. Les condensateurs restants sont en céramique pour montage en surface. Le condensateur C1 est installé à proximité des broches d'alimentation de la puce DD1.

Les diodes KD522B sont remplaçables par n'importe lequel des KD510A, KD521A-KD521D, KD522A, KD522B, ainsi que les 1N4148, 1N914, 1SS244 importés ; Diode Schottky

MBRS130LT3 - l'un des MBRS140T3, 1N5817-1N5819, SB120-SB160. Au lieu de la diode zener KS168A, 1N4736A, TZMC-6V8, KS126I, KS407D, KS468A conviennent, et au lieu de 1N4734A - KS156G, BZV55C-5V6, TZMC-5V6. Les LED RL30-SR114S (lueur rouge) et RL30-YG414S (vert) peuvent être remplacées par n'importe quelle lueur continue similaire, par exemple, les séries KIPD66, KIPD21.

Remplacement possible du transistor 2SC2458 - n'importe lequel des séries BC547, 2SC3199, SS9014, KT6111, KT6114, transistor au germanium GT115G - n'importe lequel des séries 1T321, GT321, MP25, MP26. Nous remplacerons le transistor SS8550D (tension de saturation collecteur-émetteur - pas plus de 0,2 V à un courant de collecteur de 0,5 A) par l'une des séries SS8550, KT684, KT686 (plus le coefficient de transfert de courant de la base de ce transistor est élevé, le meilleur). Si au lieu d'un transistor bipolaire à la place de VT3, un transistor à effet de champ avec un canal de type p (par exemple, IRF4905, comme indiqué sur la Fig. 4) est utilisé, alors à un courant de charge de 0,5 A, pas plus de quelques millivolts tomberont dessus. Le transistor KT815B peut être remplacé par SS8050, BD139 ou l'une des séries KT815, KT817, KT646. Lors du choix des transistors pour un appareil, il convient de rappeler que ceux recommandés pour le remplacement peuvent être fabriqués dans d'autres cas et avoir un brochage différent de ceux indiqués sur le schéma.

Fig. 4

Au lieu de la puce K176LP2, vous pouvez utiliser le K561LP2; le fonctionnement de l'appareil avec leurs homologues importés n'a pas été testé.

La résistance de la résistance R1 est choisie de sorte que lorsque la charge est connectée, le courant qui la traverse ne dépasse pas 10 ... 20mA. Sur la fig. 1, sa résistance est indiquée pour la tension aux bornes du condensateur C1 (voir Fig. 2) d'environ 25 ... 30 V.

La mise en place du dispositif se réduit à fixer les seuils de fonctionnement du comparateur. En déconnectant temporairement la diode zener VD5 et en ne connectant pas la charge à la prise XS1, réglez le moteur de la résistance ajustable R3 sur une position telle que la LED HL2 s'allume lorsque la tension de sortie du stabilisateur est supérieure à 5,2 V. Ensuite, cette opération est répétée avec le résistance d'ajustement R5, mais son moteur est réglé sur une position telle que la LED HL2 s'allume lorsque la tension à la sortie du stabilisateur est inférieure à 5,6 V.

Si un transistor à effet de champ est installé à la place de VT3 (Fig. 4), les seuils de fonctionnement du comparateur sont choisis égaux à 5,0 et 5,4 V, respectivement.

L'appareil décrit peut fonctionner en conjonction avec un bloc d'alimentation dans lequel, lorsque le courant de charge change dans des limites acceptables, la variation de la tension de sortie est plusieurs fois inférieure à l'intervalle spécifié (0,4 V). Cela peut être fourni, par exemple, par des alimentations de laboratoire avec des stabilisateurs de tension linéaires et à découpage, assemblés selon les schémas [2, 3]. L'appareil est connecté aux nœuds du stabilisateur de tension avec les fils les plus courts possibles avec une section de cuivre d'au moins 1 mm². La copie de l'appareil de l'auteur a été testée avec le bloc d'alimentation spécifié à un courant de charge allant jusqu'à 2 A (pendant une courte période), l'auto-excitation des éléments du microcircuit DD1 ne s'est pas produite.

Si un appareil multimédia, par exemple un lecteur MP1 ou un téléphone portable, est connecté à la prise XS3 et que l'UMZCH est connecté à la sortie du bloc d'alimentation modifié, il est alors possible de connecter son entrée à la sortie audio du mobile. appareil uniquement si l'appareil mobile a un seul fil commun - "moins" à la fois à la prise USB et à la prise casque (ce qui est rare), sinon l'appareil peut être endommagé.

En modifiant légèrement le circuit, un tel commutateur peut être intégré dans des appareils alimentés par des alimentations externes s'ils sont critiques à l'apparition d'une tension d'alimentation anormale pour eux.

littérature

1. Leontiev A. Dispositif de signalisation sur un comparateur à deux seuils. - Radio, 1992, n° 5, p. 36-38.
2. Butov A. Alimentation de laboratoire avec protection par fusible à réarmement automatique. - Radio, 2005, n°10, p. 54-57.
3. Butov A. Alimentation à découpage de laboratoire sur la puce L4960. - Radio, 2011, n°11, p. 27, 28.

Auteur : A. Butov

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